Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für die Ansteuerung zumindest eines Anschlusses eines hydraulischen Verbrauchers, umfassend ein Ventilgehäuse mit zumindest einem darin integrierten, vorzugsweise als Proportionalventil ausgebildeten Ventil, wobei das Ventilgehäuse zumindest einen Verbraucher-Anschluss für eine zum Verbraucher führende Arbeitsleitung, einen Versorgungsanschluss zum Anschluss an eine Druckquelle sowie einen Ablass- /Tankanschluss zum Anschluss an einen Tank aufweist, wobei für jedes Ventil ein Steuerschieber verschieblich in dem Ventilgehäuse vorgesehen ist.

Aus der Praxis sind derartige Ventilanordnungen in vielerlei Ausführungen bekannt, bei denen das Ventilgehäuse sehr komplex gestaltet ist und damit auch entsprechend große geometrische Abmessungen aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und eine verbesserte Ventilanordnung anzugeben, mit der eine einfacher aufgebaute und geringer dimensionierte Ventilanordnung realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Ventilanordnung dadurch gelöst, dass zumindest für ein in die Ventilanordnung integriertes Ventil alle für die Ansteuerung des durch dieses Ventil anzusteuernden Verbrauchers vorzusehenden hydraulischen Haupt- und Nebenfunktionen, wie z. B. Volumen- Stromsteuerung und/oder Volumenstromregelung und/oder lokale Druckbegrenzung und/oder Schocknachsaugung und/oder Rückschlagfunktion und/oder Lastdrucksignalerfassung, jeweils in den jeweiligen Steuerschieber dieses Ventils integriert sind. Die einfachste Ausführungsform ist dann ein Plunger-Zylinder, der nur einen Anschluss für die Bewegung in eine Richtung, z. B. Ausfahren, aufweist und bei dem die Bewegung in die andere Richtung durch eine externe Kraft wie z. B. Federkraft oder Gravitation erfolgt.

Die Hauptfunktionen können dabei z. B. Volumenstromsteuerung und/oder Volumenstromregelung sein, wohingegen Nebenfunktionen z. B. lokale Druckbegrenzung und/oder Schocknachsaugung und/oder Rückschlagfunktion und/oder Lastdrucksignalerfassung sein können. Weitere mögliche Nebenfunktionen können Druckentlastung und/oder Druckminderfunktion und/oder Signalmanipulation sein.

Durch die Integration von hydraulischen Haupt- und Nebenfunktionen in den jeweiligen Steuerschieber eines Ventils kann beispielsweise die Anzahl der benötigten Bohrungen reduziert werden, und es sind einfachere Gussmodelle für das Ventilgehäuse möglich. Somit kann die Komplexität des Ventilgehäuses reduziert werden und die geometrischen Abmessungen können reduziert werden. Außerdem resultiert eine Kosten red uktion durch einfache Bauteile einerseits und die Substitution von Bauteilen andererseits, beispielsweise bei der Realisierung der Schocknachsaugfunktion.

Der Verbraucher kann beispielsweise ein Hydraulikzylinder sein, wobei als Bauart z. B. ein Differentialzylinder, ein Gleichlaufzylinder oder ein Teleskopzylinder vorgesehen sein können.

Vorzugsweise kann zumindest ein in dem Ventilgehäuse vorgesehenes Ventil ein Schocknachsaugventil und/oder zumindest eine Druckwaage mit Sperrfunktion und/oder zumindest ein Druckbegrenzungsventil umfassen, um somit die entsprechenden Funktionalitäten für dieses Ventil zu realisieren. Erfindungsgemäß kann zumindest ein in dem Ventilgehäuse vorgesehenes Ventil als 3-3-Wege-Proportionalventil für Verdrängersteuerung oder aber als 4-3-Wege-Proportionalventil mit einem zusätzlichem Signal-Anschluss für den Einsatz im Load-Sensing-Betrieb ausgebildet sein.

Vorteilhafterweise kann zumindest ein in dem Ventilgehäuse vorgesehener Steuerschieber drei Stellungen (0, 1 und 2) aufweisen, die proportional oder schaltend anfahrbar sind.

Dabei kann in einer ersten Stellung ("Stellung O"=Mittelstellung) zumindest eines Steuerschiebers, vorzugsweise jedes Steuerschiebers, der entsprechende Verbraucher-Anschluss über ein Schocknachsaugventil mit dem Ablass- /Tank-Anschluss verbunden sein und der Versorgungsanschluss nicht mit dem entsprechenden Verbraucher-Anschluss und auch nicht mit dem Ablass-ZTank- Anschluss verbunden sein.

Weiterhin können zwei Proportionalventile in dem Ventilgehäuse vorgesehen und jeweils als 4-3-Wege-Proportionalventile ausgebildet sein, wobei in der ersten Stellung ("Stellung O"=Mittelstellung) zumindest eines Steuerschiebers, vorzugsweise jedes Steuerschiebers, der entsprechende Signal-Anschluss sowohl von dem entsprechenden Verbraucher-Anschluss als auch von dem Versorgungsanschluss und dem Ablass-ZTank-Anschluss jeweils getrennt ist.

Zudem können in einer zweiten Stellung ("Stellung 1") zumindest eines Steuerschiebers, vorzugsweise jedes Steuerschiebers, der entsprechende Verbraucher-Anschluss einerseits über ein Schocknachsaugventil mit dem Ablass- ZTank-Anschluss verbunden und andererseits über eine vorgeschaltete, in den Steuerschieber integrierte, Druckwaage mit dem Versorgungsanschluss verbunden sein.

Dabei kann die Druckwaage mit einer Sperrfunktion in Richtung des Versorgungsanschlusses versehen sein. Vorzugsweise können die beiden Proportionalventile jeweils als 4-3-Wege- Proportionalventile ausgebildet sein und in der zweiten Stellung ("Stellung 1") des jeweiligen Steuerschiebers kann der entsprechende Verbraucher- Anschluss mit dem Signal-Anschluss für den Einsatz im Load-Sensing-Betrieb zur Weiterleitung des Druckniveaus am Verbraucher-Anschluss an den Signal- Anschluss verbunden sein.

Weiterhin kann in einer dritten Stellung ("Stellung 2") des jeweiligen Steuerschiebers der entsprechende Verbraucher-Anschluss über ein Schocknachsaugventil mit dem Ablass-/Tank-Anschluss verbunden sein, wobei auch eine Druckbegrenzungsfunktion vorgesehen sein kann, die durch das Schocknachsaugventil oder ein zwischen dem entsprechenden Verbraucher- Anschluss und dem Ablass-/Tank-Anschluss parallel zu dem Schocknachsaugventil vorgesehenes und in den Steuerschieber integriertes Druckbegrenzungsventil bewirkt ist, wobei der Versorgungsanschluss nicht mit dem entsprechenden Verbraucher-Anschluss und auch nicht mit dem Ablass-/Tank- Anschluss verbunden ist.

Vorzugsweise können die beiden Proportionalventile jeweils als 4-3-Wege- Proportionalventile ausgebildet sein und der entsprechende Verbraucher- Anschluss bei der dritten Stellung ("Stellung 2") des entsprechenden Steuerschiebers nicht mit dem Signal-Anschluss für den Einsatz im Load-Sensing- Betrieb verbunden ist. Hierbei kann die Durchflussrichtung des entsprechenden Verbraucher-Anschlusses zum Signal-Anschluss für den Einsatz im Load- Sensing-Betrieb gesperrt sein.

Erfindungsgemäß kann zumindest ein in dem Ventilgehäuse vorgesehener Steuerschieber eine durchgehende Bohrung aufweisen, wobei vorzugsweise dieser Steuerschieber aus einem Rohrabschnitt gefertigt sein kann.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Ventilanordnung ein Druckbegrenzungsventil und ein Schocknachsaugventil umfassen, wobei das Druckbegrenzungsventil eine Federvorspannhülse, einen Druckbegrenzungsventil-Kolben und eine zwischen der Federvorspannhülse und dem Druckbegrenzungsventil-Kolben angeordnete Druckbegrenzungsventil-Feder umfasst, und wobei weiterhin das Schocknachsaugventil einen Anschlagkolben, einen Dichtungskolben sowie eine zwischen dem Anschlagkolben und dem Dichtungskolben angeordnete Rückstellfeder umfasst und der Dichtungskolben eine, vorzugsweise sich in Richtung der Durchgangsbohrung verjüngende, Durchgangsbohrung aufweist und mit seinem der Rückstellfeder abgewandten Ende mit einem Regelkolben zusammenwirkt. Der Regelkolben wiederum kann mit dem entsprechenden Verbraucher-Anschluss verbunden sein.

Vorteilhafterweise können die vorhandenen Ventile modular aufgebaut sein. Somit ist durch Weglassen (z. B. Druckwaage, Rückschlagventil im Druckbegrenzungsventil) oder Modifikation (z. B. Federvorspannungen) eine Anpassung der Funktionen der Ventilanordnung möglich, ohne dass Änderungen beim Ventilgehäuse erforderlich sind.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Hydrauliksystem mit wenigstens einer Ventilanordnung und zumindest einem hierdurch ansteuerbaren hydraulischen Verbraucher. Die Nachteile vorbekannter Ventilanordnungen sind eingangs bereits ausgeführt worden.

Für ein verbessertes Hydrauliksystem sollen zumindest zwei erfindungsgemäße Ventilanordnungen vorgesehen sein und das Hydrauliksystem soll ein Hydrauliksystem mit aufgelösten Steuerkanten sein.

Alternativ kann das Hydrauliksystem auch zumindest zwei erfindungsgemäße Ventilanordnungen aufweisen und im 4-Quadranten-Betrieb betreibbar sein.

Im Folgenden werden in den Zeichnungen als Schaltplan dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung, Fig. 2 einen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems mit einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung,

Fig. 3 einen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems mit einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung sowie

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Gegenstandes nach Fig. 1.

In allen Figuren werden für gleiche bzw. gleichartige Bauteile übereinstimmende Bezugszeichen verwendet.

Fig. 1 zeigt in Form eines hydraulischen Schaltplans eine Ventilanordnung 1 für die Ansteuerung eines Anschlusses 2 eines in Fig. 1 nicht gezeigten hydraulischen Verbrauchers 3. Die Ventilanordnung 1 umfasst ein in den Darstellungen nicht im Detail gezeigtes Ventilgehäuse 4 mit einem darin integrierten, im gezeigten Beispiel als Proportionalventil ausgebildeten Ventil 5.

Das Ventilgehäuse 4 weist einen Verbraucher-Anschluss 6 für eine zum Verbraucher 3 führende, in Fig. 1 nicht gezeigte Arbeitsleitung 7, einen Versorgungsanschluss 8 zum Anschluss an eine in den Darstellungen nicht gezeigte Druckquelle sowie einen Ablass-ZTankanschluss 9 zum Anschluss an einen Tank auf, wobei für das Ventil 5 ein Steuerschieber 10 verschieblich in dem Ventilgehäuse 4 vorgesehen ist.

Dabei sind alle für die Ansteuerung des durch das Ventil 5 anzusteuernden Verbrauchers vorzusehenden hydraulischen Haupt- und Nebenfunktionen in den Steuerschieber 10 dieses Ventils 5 integriert.

Das in dem Ventilgehäuse 4 vorgesehene Ventil 5 umfasst eine Druckwaage 11 mit Sperrfunktion sowie ein Druckbegrenzungsventil 12, um somit die entsprechenden Funktionalitäten für das Ventil 5 zu realisieren. Dabei ist das Ven- til 5 als 4-3-Wege-Proportionalventil mit einem zusätzlichem Signal-Anschluss 13 für den Einsatz im Load-Sensing-Betrieb ausgebildet.

Der in dem Ventilgehäuse 4 vorgesehene Steuerschieber 10 weist drei Stellungen (0, 1 und 2) auf, die proportional anfahrbar sind.

In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems 14 mit einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung 1 und einem hydraulischen Verbraucher 3 als hydraulischer Schaltplan gezeigt.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems 14 mit zwei erfindungsgemäßen Ventilanordnungen 1 und einem hydraulischen Verbraucher 3 als hydraulischer Schaltplan gezeigt. In dem Ventilgehäuse sind zwei Proportionalventile vorgesehen, die jeweils als 4-3-Wege- Proportionalventile ausgebildet sind.

In der in den Figuren gezeigten ersten Stellung ("Stellung O"=Mittelstellung) der beiden Steuerschieber 10 ist der jeweils entsprechende Signal-Anschluss 13 sowohl von dem entsprechenden Verbraucher-Anschluss 6 als auch von dem Versorgungsanschluss 8 und dem Ablass-/Tank-Anschluss 9 jeweils getrennt.

Bei jedem Steuerschieber 10 ist der entsprechende Verbraucher-Anschluss 6 über ein Schocknachsaugventil 15 mit dem Ablass-/Tank-Anschluss 9 verbunden.

In der in den Figuren nicht gezeigten zweiten Stellung ("Stellung 1") ist bei jedem Steuerschieber 10 der entsprechende Verbraucher-Anschluss 6 einerseits über ein Schocknachsaugventil 15 mit dem Ablass-/Tank-Anschluss 9 verbunden und andererseits über eine vorgeschaltete, in den Steuerschieber integrierte Druckwaage 11 mit dem Versorgungsanschluss 8 verbunden.

Zudem ist jeweils der entsprechende Verbraucher-Anschluss 6 mit dem Signal- Anschluss 13 für den Einsatz im Load-Sensing-Betrieb zur Weiterleitung des Druckniveaus am Verbraucher-Anschluss 6 an den Signal-Anschluss 13 verbunden.

In der in den Figuren nicht gezeigten dritten Stellung ("Stellung 2") des jeweiligen Steuerschiebers 10 ist jeweils der entsprechende Verbraucher-Anschluss 6 über ein Schocknachsaugventil 15 mit dem Ablass-/Tank-Anschluss 9 verbunden, wobei auch eine Druckbegrenzungsfunktion vorgesehen ist, die durch das Schocknachsaugventil 15 oder ein zwischen dem entsprechenden Verbraucher-Anschluss 6 und dem Ablass-/Tank-Anschluss 9 parallel zu dem Schocknachsaugventil 15 vorgesehenes und in den Steuerschieber integriertes Druckbegrenzungsventil 12 bewirkt ist. Der Versorgungsanschluss 8 ist dabei nicht mit dem entsprechenden Verbraucher-Anschluss 6 und auch nicht mit dem Ablass-/Tank-Anschluss 9 verbunden.

Der entsprechende Verbraucher-Anschluss 6 ist bei der dritten Stellung ("Stellung 2") des entsprechenden Steuerschiebers 10 auch nicht mit dem Signal- Anschluss 13 für den Einsatz im Load-Sensing-Betrieb verbunden. Die Durchflussrichtung des entsprechenden Verbraucher-Anschlusses 6 zum Signal- Anschluss 13 für den Einsatz im Load-Sensing-Betrieb ist somit gesperrt.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, weist der in dem Ventilgehäuse 4 vorgesehene Steuerschieber 10 eine durchgehende Bohrung auf und kann insoweit aus einem Rohrabschnitt gefertigt sein.

Die gezeigte Ventilanordnung 1 umfasst ein Druckbegrenzungsventil 12 und ein Schocknachsaugventil 15, wobei das Druckbegrenzungsventil 12 eine Federvorspannhülse 18, einen Druckbegrenzungsventil-Kolben 19 und eine zwischen der Federvorspannhülse 18 und dem Druckbegrenzungsventil-Kolben 19 angeordnete Druckbegrenzungsventil-Feder 20 umfasst. Der Druckbegrenzungsventil-Kolben 19 wirkt mit seinem der Druckbegrenzungsventil-Feder abgewandten Ende mit einer Feder 25 zusammen.

Das Schocknachsaugventil 15 umfasst einen Anschlagkolben 21 , einen Dichtungskolben 22 sowie eine zwischen dem Anschlagkolben 21 und dem Dich- tungskolben 22 angeordnete Rückstellfeder 23. Der Dichtungskolben 22 weist eine sich in Richtung der Durchgangsbohrung sowie der Rückstellfeder 23 verjüngende Durchgangsbohrung auf und wirkt mit seinem der Rückstellfeder 23 abgewandten Ende mit einem Regelkolben 24 zusammen. Der Regelkolben 24 wiederum ist mit dem entsprechenden Verbraucher-Anschluss 6 verbunden.

Wenn das Druckniveau im Tank 16 größer wird als das Druckniveau im Verbraucher-Anschluss 6 plus die Federkraft der Rückstellfeder 23, schiebt sich der Dichtungskolben 22 in Richtung des Anschlagkolbens 21 und ermöglicht eine Verbindung von dem Ablass-ZTankanschluss 9 zu dem Verbraucher- Anschluss 6 und realisiert somit die Nachsaugfunktion.

Die Schockfunktion des Druckbegrenzungsventils 12 erfolgt, wenn ein durch die Druckbegrenzungsventil-Feder 20 eingestellter Druck im Verbraucher- Anschluss 6 überschritten wird, indem sich dann der Druckbegrenzungsventil- Kolben 19 vom Anschlagkolben 21 abhebt. Im Federraum liegt das gleiche Druckniveau an wie im Ablass-ZTankanschluss 9, so dass das Druckniveau zwischen Anschlagkolben 21 und Dichtungskolben 22 kleiner wird als das Druckniveau im Verbraucher-Anschluss 6. Somit schiebt sich der Dichtungskolben 22 in Richtung des Anschlagkolbens 21 und ermöglicht so einen Druckabbau vom Verbraucher-Anschluss 6 zum Ablass-ZTankanschluss 9.

Für die Druckbegrenzungsfunktion des Druckbegrenzungsventils 12 ermöglicht der Regelkolben 24 gepaart mit einer zugeordneten Abflusskante einen nahezu konstanten Druck im Verbraucher-Anschluss 6. Das Druckniveau wird maßgeblich durch die Feder 25 und die stirnseitige Fläche des Regelkolbens 24 bestimmt. Dies ermöglicht es, unabhängig von der Zulaufstellung des Steuerschiebers 10 (Schieberstellung „1“), den Steuerschieber 10 in die Endlage zu fahren und immer ein definiertes Druckniveau im Verbraucher-Anschluss 6 zu halten. Insoweit kann bei einem Lastwechsel von z. B. ziehenden Lasten zu drückenden Lasten der Verbraucher 3 nicht kavitieren.

Wenn der Steuerschieber 10 in Richtung Schaltposition "1" bewegt wird und eine entsprechend vorgesehene Steuerkante 26 dann eine Durchflussfläche frei gibt, regelt die Druckwaage 11 einen nahezu konstanten Druckabfall über eine Steuerkante 26 einer Steuerkantenbohrung 30 ein. Der Druckabfall entspricht der Federkraft der Feder 25 bezogen auf die stirnseitige Fläche der Druckwaage 11. Der Regelhub der Druckwaage 11 wird durch eine Positions- 5 scheibe 27 und einen Federträger 28 definiert. Die Positionsscheibe 27 sorgt zudem dafür, dass die Druckwaage 11 in einem definierten Bereich des Steuerschiebers 10 gehalten wird.

Die Druckwaage 11 umfasst einen Druckwaagenkolben 29, welcher die Sperrfunktion vom Verbraucher-Anschluss 6 zum Versorgungsanschluss 8 gewährte) leistet. Wenn das Druckniveau im Verbraucher-Anschluss 6 größer wird als das Druckniveau des Versorgungsanschlusses 8, verschiebt sich der Druckwaagenkolben 29 und verschließt die Steuerkantenbohrung 30 im Steuerschieber 10 und sperrt somit den Rückfluss vom Verbraucher-Anschluss 6 zum Versorgungsanschluss 8.